*
Boọ Moõn : Cụ ẹieọn Tửỷ

•Bộ mơn : Cơ Điện Tử •2 GV: Th.S NGUYỄN TẤN PHÚC.
TEL: 01267102772.
EMAIL:
Website lưu trữ slide giảng : Bộ Môn : Cơ Điện Tử

BÀI GIẢNG MÔN HỌC
CƠ SỞ
ĐIỀU KHIỂN TỰ ĐỘNG
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •3
*
*Số tiết : 30 tiết Lý Thuyết – 15 tiết thực hành.
*Giảng viên: ThS. Nguyễn Tấn Phúc.
Giáo trình- tài liệu tham khảo :
*Slide bài giảng – giáo trình.
*Sách: Lý Thuyết điều khiển tự động ,
Nguyễn Thị Phương Hà, ĐH BK TpHCM.
* Sách : bài tập lý thuyết điều khiển tự động,
Nguyễn Thị Phương Hà, ĐH BK TpHCM.
*Sách: Modern Control Engineering , K. Ogaka

1) Điều khiển
Ví dụ 1: Lái xe, mục tiêu giữ tốc độ xe ổn định v=40 km/h
1. Thu thập thông tin: Mắt quan sát đồng hồ tốc độ.
2. Xử lý thông tin: Não so sánh v mong muốn và v thực tế  ra
quyết định tăng / giảm ga.
3. Tác động: Tay vặn tay ga để thực hiện tăng/giảm ga.
Kết quả : xe chạy với tốc độ ổn định 40 km/h
*Điều khiển = quá trình thu thập thông tin, xử lý thông tin và
tác động lên hệ thống.
*Điều khiển = “can thiệp” vào hệ thống để biến đổi, hiệu chỉnh
sao cho đáp ứng của hệ đạt mục đích định trước.
*Quá trình điều khiển không cần sự tham gia trực tiếp của con
người gọi là điều khiển tự động.
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •9
*
Ví dụ 2: Điều khiển giữ ổn định mức nước h=const =H
0
1. Thu thập thông tin: Thiết bị đo = phao
2. Xử lý thông tin: Bộ điều khiển = hệ thống đòn bẩy.
3. Tác động: Cơ cấu tác động = van.

Mức nước H
0
có thể
thay đổi bằng cách điều
chỉnh độ dài thanh nối
phao-đòn bẩy.
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •10
*
2) Tín hiệu

giá trị thực (Process Value)
yht(t) : tín hiệu hồi tiếp (feedback)
e(t) : tín hiệu sai lệch, sai số (error)
u(t) : tín hiệu điều khiển
z(t): tín hiệu nhiễu
yht = K.y ; e= r- yht
Nếu K=1 thì: e=r-y
e(t) u(t)
Bộ điều khiển
r(t)
Đối tượng ĐK
y(t)
Thiết bị đo
yht (t)
z(t)
 3 thành phần cơ bản: Đối tượng điều khiển, thiết bị đo
(cảm biến), bộ điều khiển.
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •13
* 1.3 Các nguyên tắc điều khiển
1.3.1 Nguyên tắc điều khiển giữ ổn định
Mục tiêu: Duy trì đáp ứng y= hằng số định trước
 Điều khiển bù nhiễu
 Điều khiển san bằng sai lệch
 Điều khiển phối hợp
1.3.2 Nguyên tắc điều khiển theo chương trình
Mục tiêu: Tạo đáp ứng y(t) có đặc tính thời gian
định trước (chương trình=hàm thời gian).
1.3.3 Nguyên tắc điều khiển thích nghi
Mục tiêu: Điều khiển các đối tượng có mô hình
toán và thông số động (thay đổi trong quá trình

- u(t) được hình thành dựa trên độ sai lệch vào-ra.
- Có thể làm triệt tiêu ảnh hưởng của nhiễu không biết trước/
không đo được

có khả năng tạo đáp ứng chính xác.
- Quá trình hiệu chỉnh chậm hơn bù nhiễu (sai -> sửa sai).
2) Điều khiển san bằng sai lệch (feedback control)
 Sơ đồ:  Ví dụ:
e(t)
u(t)
Bộ điều khiển
r(t)
Đối tượng
y(t)
z(t)
Nđộ ngoài trời
Máy lạnh
Nđộ phòng
Phòng
Bộ ĐK
Nđộ đặt
u
e
Cảm biến nhiệt
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •16
* 1.3.1 Nguyên tắc ĐK giữ ổn định (tt)
*Đặc điểm: Kết hợp mạch bù nhiễu và mạch hồi tiếp.

1.4.1 Phân loại theo mạch hồi tiếp
*Hệ kín (hệ hồi tiếp): Sử dụng mạch hồi tiếp.
Hệ kín có loại một vòng hồi tiếp và nhiều vòng hồi tiếp.
*Hệ hở: Không dùng mạch hồi tiếp  chỉ phù hợp với các ứng
dụng không đòi hỏi đáp ứng chất lượng cao.
1.4.2 Phân loại theo đặc điểm mô tả toán học
*Hệ liên tục
*Tín hiệu truyền trong hệ là hàm số liên tục theo tgian
*Mô tả bằng phương trình vi phân
*Hệ rời rạc
*Tín hiệu truyền trong hệ là dạng chuỗi xung / mã số
*Mô tả bằng phương trình sai phân

•Bộ môn : Cơ Điện Tử •19
*
*Hệ tuyến tính (lý tưởng)
*Đặc tính tĩnh của các phần tử là tuyến tính
(tín hiệu ra ở xác lập tỉ lệ với tín hiệu vào).
*Mô tả bằng phương trình vi phân/sai phân tuyến tính.
*Áp dụng được nguyên lý xếp chồng đáp ứng.
 Nếu có nhiều tín hiệu vào đồng thời: r1, r2,…, rn
Thì tín hiệu ra: y = y1 + y2 +…+ yn
*Hệ phi tuyến
*Các hệ thống thực tế đều là phi tuyến (Rơle ON-OFF,
khuếch đại bão hoà, khe hở, trễ, chết,…).
*Có thể tuyến tính hoá nếu giá trị các biến chỉ thay đổi
trong phạm vi nhỏ.
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •20
*
*Hệ bất biến (hệ dừng)

, độ vọt lố
POT,…).

•Bộ môn : Cơ Điện Tử •22
*
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •23
*
2) Bài toán thiết kế
Biết cấu trúc và thông số của đối tượng điều khiển.
Yêu cầu:
*Thiết kế bộ điều khiển (xác định loại và thông số tối
ưu của bộ điều khiển) để hệ thống đạt yêu cầu chất
lượng đã đề ra.
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •24
*
*Hệ điều khiển tốc độ động cơ Diesel, tuabin hơi
•Bộ môn : Cơ Điện Tử •25
*
*Hệ điều khiển tốc độ động cơ DC